EP0850750A2 - Process for producing a microstructured body, a casting frame and an integrated optical object - Google Patents
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- EP0850750A2 EP0850750A2 EP97113433A EP97113433A EP0850750A2 EP 0850750 A2 EP0850750 A2 EP 0850750A2 EP 97113433 A EP97113433 A EP 97113433A EP 97113433 A EP97113433 A EP 97113433A EP 0850750 A2 EP0850750 A2 EP 0850750A2
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- B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C39/10—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
Definitions
- the invention is based on a method of manufacture of a microstructured body, a microstructured one Body, a method of manufacturing a casting frame, a casting frame, a method for producing a integrated-optical component and an integrated-optical Component according to the preamble of the independent claims.
- WO 94/08236 describes a process for the production microstructured body in the form of a lid for an integrated optical circuit known. In doing so, a optical component inserted in a stamp, which Has adjustment elements. When inserting the optical Component by means of the adjustment elements on the form stamp adjusted. By pouring a curable liquid around it optical component around becomes a lid, which the contains optical component, manufactured. In the casting process is it an injection molding or injection molding process, in which the curable liquid under pressure and / or Influenced temperature into a desired shape and is cured. The curable liquid exhibits this process has a high viscosity, which is relative exact outer dimensions of the resulting optical Component allows, but limits on the moldability puts.
- DE-P 44 34 832.0 describes a process for the production of a micro-structured body as an integrated optical Cover component described, in which a prefabricated, trough-shaped container as an outer border for the resulting Lid component acts by placing this container on a Form stamp is placed and a reaction casting compound in the container is poured.
- the container is there preferably made of a plastic, such as Polycarbonate, and can be manufactured as an injection molded part.
- DE-P 19 517 087.3 describes a cast frame which as an outer border for one to be manufactured microstructured body and serves when putting on a form stamp with at least one locking element in the Form stamp snaps into place. By this snapping one happens Adjustment of the casting frame on the form stamp, which at the advantage of producing the microstructured body offers that the microstructuring of the microstructured Body with respect to the position of the casting frame in a always constant position is arranged. That one The casting frame described is also in the injection molding process producible.
- Heating the second bottom mold plate to initiate the The reaction process is advantageous because the as Reaction casting compound designed curable, flowable This heats the mass from the die, which is why polymerizing the curable, flowable mass done first. This gives a precise structure exactly where the greatest accuracy is required.
- Heating the second bottom mold plate from hers brings the advantage that an approximately flat temperature curve in about generated parallel to the surface of the second base plate is, whereby an extremely homogeneous reaction process on the Surface of the second bottom mold plate is created, which the Accuracy and planarity of the lid component increased.
- the adjustment of the contour frame for the production of the Cast frame on at least one frame adjustment element on the first bottom mold plate has the advantage that an active No adjustment, for example by optical methods is necessary, and that a high adjustment accuracy is guaranteed.
- the creation of grooves in the casting frame has the advantage that the grooves for versatile applications, such as can be used as adjusting elements.
- the functional reliability of the manufactured microstructured body increases when the risk of a Slipping of a hardened curable flowable Mass to the bottom of the casting frame through an auxiliary structure is reduced.
- the first bottom mold plate together with a roughly identical recess in the second bottom plate manufacture that in the manufacture of the microstructured body serves as a form stamp because thus the same masks for the two wells can be used.
- the precision of the resulting microstructured body advantageously increased, since the associated process parameters are the same have affected the dimensions of both recesses and the casting frame then particularly precisely in the trough-shaped Deepening can intervene.
- FIGS. 1a to 1d A method for producing a microstructured body is shown in FIGS. 1a to 1d.
- FIG. 1 a shows the cross section through a form stamp 10, which is also referred to as the second bottom form plate in the following description.
- the shaped stamp has a structure on its surface, which will be discussed in more detail in the description of the following figures, in particular Figures 6-8.
- a stamp 10 is used Cast frame 20 placed.
- the form stamp 10 forms together with the cast frame 20 an upwardly open container, such as it shows Figure 1b.
- This container from the die 10 and casting frame 20 is in a further step with a curable, flowable Mass 27 filled. After filling, the curable, flowable mass 27 from.
- Figure 1c shows the container the completed filling.
- the curing is followed by the demolding, whereby the Microstructure is released from the stamp 10.
- This microstructured body is shown in Figure 1d.
- Microstructural engineering methods in the sense used here are processes for machining and shaping Materials in which at least one for shaping Lithography step is provided, the lithography also with X-rays, lasers or ultraviolet light can be carried out.
- FIGS. 1a to 1c presented methods using exemplary embodiments explained in more detail. This is based on Figures 2 to 5 Production of the casting frame 20 shown, Figures 6 to 9 give the manufacture of the microstructured body 100 again.
- FIG. 2 shows a first base plate 53, in a process for the production of the casting frame 20 Application.
- the first bottom mold plate 53 is as flat, approximately cuboid plate formed in the a recess 55 is arranged with a wall 111.
- she has a rectangular basic shape, on the narrow Adjoin two rectangular attachment fittings on the end faces form the narrow sides of the recess 55.
- a plurality of elevations 47, 50 are also arranged. From that are two ridge-shaped placeholder elevations 50 in Aligned with each other approximately along the longitudinal axis the recess 55 arranged.
- roof ridge-shaped embossing elevations 47 are provided, of which two in their ridge line, and the third roof ridge-shaped embossment 47 to the other two roof ridge-shaped embossing elevations 47 offset and approximately centered on the space between the other two roof ridge-shaped embossing elevations 47 is arranged.
- the Ridge lines of all three embossing elevations 47 run parallel to the ridge line of the ridge-shaped Placeholder surveys 50.
- the first base plate 53 also has Frame adjustment element 69, which in the form of a cylindrical recess next to the recess 55 in the first bottom mold plate 53 is formed. All Elevations 47, 50 can only be seen as examples. It is also provided other arrangements and shapes to use.
- the insert element 60 has in the essentially a cuboid shape with a longer and one shorter side. There are two on the shorter sides Extensions with a roughly square plan attached. Runs approximately parallel to the longer side on the Top one also in its cross section cuboidal longitudinal notch 58 and approximately parallel to shorter side of the insert member 60 at the top one in cross section cuboid cross notch 54. Approximately perpendicular to the two notches 54, 58 is in the Insert element 60 arranged a U-shaped hole 67, which the insert element 60 from the top to the bottom penetrates. As a result, a tongue 59 projects into the interior of the Insert element 60.
- first bottom plate 53 and the insert member 60 Contour frame 70 required, which is shown in Figure 3 b is.
- the contour frame 70 is in the form of a flat disc formed in which an opening 68 is arranged. Of the Breakthrough 68 has the same shape as that Recess 55 in the first bottom mold plate 53. However the lateral dimensions of the opening 68 in this Example chosen larger than that of the recess 55.
- the Contour frame 70 has two on the underside cylindrical raster elevations 99, which in the Perspective representation in Figure 3 b not visible are. They have 68 relative to the axes of the opening the same distance as the frame adjustment members 69 relative to the axes of the recess 55 of the first Bottom mold plate 53.
- the insert element 60 designed in this way is inserted into the Indentation 55 of the first base plate 53 inserted and fixed by spot welding, screwing as in the Figures 4 a and b is shown. The numbering from the Figures 1 to 3 were retained. Furthermore Insert element 60 is on the first bottom mold plate 53 Contour frame 70 placed and fixed, as above described and shown in Figure 3 b, in the form of a flat disc with an opening 68 is formed. Of the Breakthrough 68 has the same shape as that Indentation 55 in the first bottom mold plate 53, but with larger dimensions of the opening 68 than that of the Indentation 55, so that after placing the contour frame 70 on the first bottom plate 53 in the opening 68 a extending along the inner wall of the opening 68 Stage has arisen.
- the contour frame 70 snaps by means of the raster elevation 99, preferably secured against rotation, in the Frame adjustment element 69 of the first base plate 53.
- the insert element 60 is in turn dimensioned such that its outer walls to lie within the recess 55 come in such a way that between the outer walls of the insert element 60 and the inner wall of the recess 55 a gap extending around the insert element 60 remains.
- the tongue 59 of the insert element 60 comes here between the three ridge-shaped embossing elevations 47 to lie.
- the longitudinal notch 58 is approximately aligned with the Ridge line of the ridge-shaped placeholder elevations 50.
- FIGS. 2-4 Casting process is generated.
- Figure 5a shows a perspective Illustration of the casting frame 20.
- FIG. 5b shows a view from below, i.e. to the side, which is made by molding the Indentation 55 of the first base plate 53 has arisen.
- Figure 5c shows a cut side view along the dashed line shown in Figure 5b.
- On the Cast frame shown in Figures 5b and 5c was also shown in applied a conductor structure in a further step, which will be described in more detail below.
- the cast frame 20 has the shape of a cuboid, elongated frame on each of its narrow sides merges into a cuboid-shaped attachment frame piece.
- elongated frame extending sides of the cuboid Neck frame pieces are slightly shorter than in this example the narrow sides of the cuboid, elongated frame.
- the casting frame 20 is hollow in its interior, so that it is only one along the outline of the cuboid, elongated Frame and the cuboid extension frame pieces extending wall 74.
- the wall 74 instructs an all-round on its top on its inner edge Paragraph on, which serves as a locking element 75.
- the locking element 75 Only on the End faces of the rectangular extension pieces of the cast frame 20, the locking element 75 has one in the form of a inverse roof ridge-shaped notch shaped lip groove 72.
- the locking element 75 is also referred to as a lip designated.
- the Place gaps between the struts 71, 73 Fill openings 21.
- a U-shaped support element 80 is arranged at one of the two crossing points between one of the cross struts 71 and the longitudinal strut 73 .
- the Carrier element 80 has an approximately rectangular cross section.
- the two legs of the U-shaped support element 80 are here, for example, arranged parallel to the struts 71, 73.
- the carrier element 80 is formed as a casting of the hole 67. At the manufacture of the microstructured body achieves it Importance because it is used to hold an electrical, optical or electro-optical component is used.
- FIG 5b and c are views of the mold frame 20 in which already after casting onto the carrier element 80 electro-optical component in the form of a heating element 85 was applied.
- the heating element 85 has one meandering heating loop 84, at the two ends of each a connection contact 82 is arranged.
- the Carrier element 80 to be applied thereon later electrical, optical or electro-optical component 85 was adjusted to a minimum of cast frame mass 56 too consume and at the same time good curability and Ensure mold release for the carrier element 80.
- the In principle, however, the design of the carrier element 80 is free selectable.
- 80 are inverted roof ridges in the carrier element Carrier element grooves 45 to recognize the by molding the ridge-shaped embossed elevations 47 have arisen.
- the inverse roof ridge-shaped lip grooves 72 are also by molding the ridge-shaped Placeholder surveys 50 were created.
- the struts 71, 73 originated from the notches 54, 58.
- the lip 75 is due the size difference between the recess 68 in Contour frame 70 and the recess 55 were created.
- the one provided with the electro-optical component 85 Casting frame 20 is used in the following to produce a microstructured body can be used.
- the so far Cast frame 20 described forms a component of this required mold.
- FIG. 6 Another part of the mold for making the microstructured component is shown in Figure 6.
- This is a second base plate 93, which forms a stamp 10.
- the second bottom mold plate 93 has a trough-shaped depression 61, the outer one Floor plan and its lateral dimensions are identical to the outer shape and the lateral dimensions of the Indentation 55 of the first bottom mold plate 53 trough-shaped depression 61 has a wall 64 which serves as a counter-locking element.
- Inside the tub-shaped Recess 61 are along their longitudinal axis, each at the end the trough-shaped recess 61 two ridge-shaped Fiber adjustment bumps 62 arranged, of which, because of the perspective view, only one to see in Figure 6 is.
- three are ridge-shaped Frame adjustment bumps 46 are provided, two of which are in align their ridge line, the ridge lines of all three Frame adjustment bumps 46 parallel to the ridge line of the Roof ridge-shaped placeholder elevations 50 run.
- the third ridge-shaped frame adjustment elevation 46 is one of the two other ridge-shaped frame adjustment elevations 46 offset and is approximately in the middle of the space between the other two ridge-shaped frame adjustment bumps 46 arranged.
- the three ridge-shaped Frame adjustment elevations 46 and the two ridge-shaped Fiber adjustment bumps 62 correspond in position to the three roof ridge-shaped embossing elevations 47 and the two ridge-shaped placeholder elevations 50 in the recess 55 of the first bottom mold plate. 62 and 50 have roughly the same dimensions, but 46 must be defined be higher than 47 by the amount that will be finished later Component the distance of the electrical optical component from Waveguide / top edge determined.
- cuboid elevation 63 consists of a main arm, which is a straight line connection between the two roof ridge-shaped fiber adjustment bumps 62, and one Bypass arm, which is from the main arm when it is connected with a ridge-shaped fiber adjustment bump 62 branches parallel to the main arm between the two aligned roof ridge-shaped frame adjustment elevations 46 one side and the individually standing ridge-shaped Frame adjustment bump 46 on the other side passes, and when connecting the main arm with the other ridge-shaped fiber adjustment elevation 62 again united with the main arm.
- the casting frame 20 is now placed on the die 10, so that the two parts combine to form a mold.
- This is exemplified in the cross-sectional representation in Figure 7 shown.
- the casting frame 20, as in 5a and 5b was shown, to which in FIG. 6 second bottom mold plate 93 shown.
- the Arrangement was made along a plane that was perpendicular to the main arm of the cuboid elevation 63, and the Includes line AA 'of Figure 6, cut open.
- the casting frame 20 is with the lip 75 down on the Form stamp 10 placed, the lip 75 sealing engages within the counter-locking element 64.
- the support element is fixed so that the attached heating loop 84 over the main arm of the cuboid elevation 63, but not above the bypass arm comes to rest.
- the cross strut 71 and the longitudinal struts 73 of the casting frame 20 support the seal between the lip 75 and counter-locking element 64 by kinking the Prevent cast frame 20.
- the device shown in Figure 7 provides a mold to manufacture a microstructured body
- a curable liquid preferably a reaction casting compound
- a curable liquid preferably a reaction casting compound
- After curing and demolding from the die 10 thus arises microstructured body, on the underside of which Negative impression of the surface in the tub-shaped Well 61 of the die 10 is present, and its has now become an integral part of the previous mold frame 20 is.
- Roof-shaped structures 201 can, for example, by anisotropic etching and structures approximately perpendicular to the Walls 202 arranged on the substrate surface can be generated, for example, by ion etching.
- a exemplary structure can be seen in FIG. 8a.
- Figure 8b the structure of Figure 8a is with a Protective layer 203 covered.
- the first is created by molding the master 205 Negative impression 206 of the master, which is shown in FIG. 8d is.
- an impression wall 207 is created as Impression of the mesa wall 204 Usually the master structure is lost.
- the first negative impression 206 can, however, by molding the first two times Negative impression 206 can be reproduced.
- the manufacture of the first bottom mold plate 53 and the second bottom plate 93 by means of this method is before everything to ensure that the recess 55 and the trough-shaped depression 61 in its lateral dimensions are as identical as possible. For example, this is guaranteed if the two master structures with one common photolithography process with one for both Recesses 55, 61 mask as identical as possible were, or at least the masks for the two Wells were made in the same step. With These measures ensure that the casting frame 20 and the die 10 laterally form-fitting to a Let the mold connect.
- the lithography step does that described method for a microstructural Process in the sense of the above definition.
- a particularly simple assembly between the casting frame 20th and second bottom mold plate 93 results if the Manufacturing of the masks precautions are taken that the position of the ridge lines of the roof-shaped embossing elevations 47 in the first base plate and the position of the ridge lines of the roof-shaped frame adjustment bumps 46 in the second Bottom plate match with the highest precision, just like the roof angles. If doing so the amount of roof-shaped embossing elevations 47 in the first Bottom form plate is slightly less than that of the ridge-shaped frame adjustment bumps 46 in the second Bottom form plate, results between the electrical or optical ... element on with tolerances of ⁇ 1 ⁇ m defined, vertical distance to the surface, that is to the optical waveguide, the ... structuring Body. The lateral distance is also through Locking precisely determined.
- Embodiment should be at least the height difference a few microns larger than the height of the cuboid elevations 48.
- the mesa walls 204 of the master specimens for the first and the second base plate are then preferably chosen the same.
- the etching depth for V-grooves is easiest at through anisotropic etching produced inverse roof-shaped Determine deepenings because here the depth determination a determination of a lateral dimension is traceable, which is particularly easy.
- the specialist are also still further manufacturing processes for the first and the second Base plate using the with the help of Figure 13 Process steps described a-d obviously.
- the following is the process for making the microstructured body using the example of an integrated optical Cover component described.
- Casting mold with a stamp 10, which of the second Bottom mold plate 93 is formed, and a cast frame 20 for Use which is described by way of example in FIG. 7 Mold resembles, as well as a casting device, as shown in figure 9 can be seen and is described below.
- the cast frame 20 used has one in this example overhead floor in which only one Filling opening 21 is arranged.
- FIG. 9 shows a flat base plate 18 which two roughly parallel to each other and vertical to Base plate 18 has aligned guide rods 13. Furthermore, a flat base plate 14 is provided, which has two holes through which the guide rods 13 of the Protrude base plate 18. The base plate 14 lies with her The bottom is flush with the top of the base plate 18. Furthermore, a flat intermediate plate 11 is provided, which also has two holes through which the Guide rods 13 protrude. The intermediate plate 11 lies with its underside on the top of the base plate 14.
- the Base plate 14 has approximately parallel to its flat Top several cylindrical ones lying side by side Recesses 15, each being cylindrical Recess 15 a sleeve 16 with an arranged therein Wire helix 17 is arranged.
- the intermediate plate 11 has in Area between the two guide rods 13 on their Top of an approximately circular recess 35 in the an approximately circular disk-shaped, flat carrier plate 12 is insertable.
- the carrier plate 12 is approximately a perfect fit in the recess 35, with several in the Carrier plate 12 arranged blind holes 34 with their opening point down to the intermediate plate 11. In the blind holes 34 there are several permanent magnets 33.
- On the The top of the carrier plate 12 is a flat die 10 arranged that several on its top ridge-shaped elevations 19 and also several cuboid elevations 48.
- the cast frame is also provided 20, the open side down, towards the stamp 10 shows.
- the cast frame 20 lies with its through End face of its side walls formed on the border Form stamp 10 and is with the locking element 75 in the Counter-locking element 64 of the die 10 snapped into place so that the form stamp 10 a floor for the interior of the Cast frame 20 forms.
- the carrier element 80 protrudes from the Top of the casting frame 20 to the bottom of the casting frame. The mechanical pressure from the bottom of the cast frame must be so be large that 45 in 46 ??.
- the casting frame 20 is in his Interior above the surface of the die 10 at least partially with a curable, flowable Mass 27 filled.
- a curable, flowable mass 27 serves, for example, a reaction casting compound.
- the Reaction casting compound 27 encloses the electro-optical Component 26.
- the casting frame 20 is partly in one Bracket recess 22 in a flat cover plate 24 supported.
- the cast frame 20 has in its overhead Bottom the fill opening 21, which with a recess 23, which is arranged in the cover plate 24, is aligned.
- the cover plate 24 is also by means of two Bores through which the guide rods 13 protrude through the Guide rods 13 guided and is over two coil springs 30, which are arranged around the guide rods 13, pressed down.
- the spiral springs are supported upwards 30 from a stop plate 29, each with one Pressure screw 28 are fastened on the guide rod 13.
- a pipette 31 is also provided, by means of which the Reaction casting compound 27 through the recess 23 and the Filling opening 21 can be filled into the casting frame 20.
- the Cast frame 20 also has near the border in its Interior of an auxiliary structure 32 in the form of a Sidewalls on the inside of the continuous heel,
- the cast frame 20 with the support member 80 and the electro-optical component 26 is first in the Cover plate 24 inserted so that its bottom in the Bracket recess 22 comes to rest.
- the bracket recess 22 formed so that a light Clamping the cast frame 20 is done.
- the casting frame 20 is made preferably made of a plastic, such as Polyamide (PA) or polyoxymethylene (POM), which is not must be optically transparent.
- PA Polyamide
- POM polyoxymethylene
- the stamp 10 is then placed on the carrier plate 12 hung up. Through the permanent magnets 33 Form stamp 10 fixed in its position. The form stamp 10 is aligned so that it has a defined position in with respect to the cast frame 20 to be fitted later. Then the cover plate 24 with the inserted casting frame 20 with the opening of the casting frame 20 down on the Arrangement plugged in, the guide rods 13 the mechanical rough guidance of the cover plate 24 take over.
- the Locking element 75 and the counter-locking element 64 provide for Meeting for the adjustment between the stamp 10 and cast frame 20. For this purpose, it can also be provided perform slight lateral movement or shaking until a It snaps into place and is detected if necessary.
- the electro-optical Component 26 Between the ridge-shaped elevations 19 and the cuboid elevations 48, making it easy Print an automatic passive fine adjustment of the electro-optical component 26 with respect to the die 10 is effected.
- the cover plate 24 By attaching the coil springs 30 together with the stop plates 29 and the pressure screws 28 is the cover plate 24 with the trough-shaped container 20th in the locked position on the surface of the Form stamp 10 pressed. Then through the recess 23rd and the filling opening 21 by means of the pipette 31 liquid reaction casting compound 27 in the interior of the Cast frame 20 filled.
- the reaction casting compound 27 preferably has a low viscosity. It is not necessary, the casting frame 20 entirely with the Reaction casting compound 27 to fill.
- the liquid Reaction casting compound 27 consists e.g. from a polymerizable monomer, which with Thermal initiators is mixed. Through the thermal initiators now begins with increasing temperature from a certain Threshold temperature a polymerization of the reaction casting compound 27. Since the heat radiation 36 from below to the die 10 is carried out, the polymerization begins first at the Surface of the die 10 closest surface of the Reaction casting compound 27.
- the reaction casting compound 27 is preferably so composed that thermal initiators with at least two different temperature thresholds are included. Then heating the arrangement to the first is sufficient Temperature threshold to at least a partial Polymerize the reaction casting compound 27 to effect. The Eliminate the remaining monomer Heating to the second threshold temperature can then be done in one separate heater, regardless of the one shown here Arrangement. For use in integrated optics It makes sense to use one at least in the range around the optical wavelengths to be used optically transparent reaction casting compound 27 to choose low-loss guidance of the optical signals is achieved can be.
- each equivalent pressure generation (hydraulics, Pneumatics etc.).
- the heating can also be on any other way (combustion, induction etc.) respectively.
- the guide rods 13 can also other guiding or positioning devices or - step down.
- the reaction casting compound 27 is provided also to be heated from the casting frame 20 by one or several of the electrical or electro-optical components 26, 85, 87 is used for this.
- the electrical or electro-optical component 26, 85, 87 also in this way be trained that, for example, by energizing heat development takes place there.
- the heating element 85 shown in FIG. 5a is suitable for this.
- To feed the current to the heating element 85 can corresponding supply lines, for example from Top of the casting frame 20, that is, through the filler openings 21 and / or the carrier element 80 extending therethrough Serve wires, or the like.
- Such heating elements 85 can also be arranged in larger numbers.
- heating element 85 that for Heating the reaction casting compound 27 was used also in resulting microstructured body has a function which does not necessarily have to be a heating function, like also heating elements 85 can be arranged, which according to the Completion of the microstructured body none at all Exercise more functions and count as lost structures.
- a microstructured body 100 is shown in FIG shown using the in FIG. 9 shown casting device and that shown in Figure 7 Casting mold from casting frame 20 and die 10 was generated.
- the perspective representation was however not strict adhered to; some elements inside are dashed of the microstructured body.
- the basic shape of the microstructured body 100 is a rectangle with the shorter sides in the middle attached smaller rectangles. Located all around the edge a level 101, which is different from the level in the previous Cast frame 20 originates.
- the slightly offset part stage 101 is the former sealing lip 64 of Casting frame 20.
- the footprints of the cube-shaped elevations 81 in the second bottom mold plate 93 the cubes are Wells, which represent contact guides 104.
- the contact guides make it possible to make two cutouts the heating loop 84, which is located inside the microstructured body, but in Figure 9 was nevertheless shown in dashed lines to achieve and possibly also electrical contact with them to manufacture.
- the microstructured Body 101 Along the longitudinal axis of the microstructured Body 101 are two fiber guides 103, which as roof-shaped depressions are formed. You are the Negative prints of the former ridge-shaped Fiber adjustment bumps 62 in the second bottom mold plate 93.
- the fiber guides 103 are guided by a waveguide groove 105 connected.
- the waveguide groove 105 consists of a Main waveguide groove 106, which is a straight line connection between the two fiber guides 103 and one Waveguide bypass groove 107, which of the Main waveguide groove 106 when connected to one roof ridge-shaped fiber guide 103 branches parallel to the Main waveguide groove 106 between the two aligned ridge-shaped frame adjustment bumps 46 on one Side and the two contact guides 104 on the other Leads through, and the connection of the Main arm with the other ridge-shaped fiber guide 103 reunited with the main waveguide groove 106.
- the microstructured body 100 can now become one integrated optical component can be completed by the Grooves 105,106, 107 with a hardening, optical transparent material.
- a hardening, optical transparent material For insertion and Sealing of the hardening, optically transparent Material in the grooves 105, 106, 107 are several methods known. It is also provided by means of the above described method a cover as a second to produce microstructured component.
- FIG 10b is another, after that described above Processed integrated optical component shown.
- Figures 1 to 9 retained.
- An example is here shown as in the viewer in the drawing facing bottom of the microstructured Body several depressions 65, 66 have arisen. From that are two than on the narrow side of the microstructured Body-lying recesses 66 by molding the Ridge-shaped elevations 62 arose and thus point an inverse roof ridge-shaped cross section. The others two recesses 65, however, are by molding the cuboid elevation 63 arose and thus have one cuboid cross-section.
- one Roof ridge-shaped depression 108 available which for Positioning of the support member 80 was used, and after the microstructured body is finished was filled up.
- a different form stamp 10 than in the representations in the figure 6 each two cuboid depressions 65 and a total five inverted roof ridge-shaped depressions 66.
- the carrier element 80 is embedded with the heating element 85, which is adjacent to the cuboid depressions 65.
- the cube-shaped elevations 81 were located in the micro-structured body cube-shaped recesses 83 emerged through which the connection contacts 82 are visible.
- the contacts 82 are accessible to one electrical contacting.
- a plug element 76 is also shown in FIG. 10b, which is the inverse shape of the front of the has microstructured body. This makes it possible Plug element 76, for example in the direction of the arrow on the Slide on the microstructured body. Preferably plus a particularly precise and play-free fit for the Plug element 76 and the corresponding part of microstructured body selected. In particular it is provided the plug element 76 with a roof tongue provided which in the roof-shaped recess 108 on Integrated optical component engages and thus a backlash-free fit and securing guaranteed. Likewise it is preferable if the outer contour of the microstructured Body particularly precise in relation to the location of the Wells 65, 66 was made.
- the optical fibers 77 can also be electrical Contact elements can be provided in the plug element 76, the when plugging onto the microstructured body with corresponding contacts, for example one regarding the Precise outer contour of the integrated optical cover component positioned cast electrical, optical or electro-optical component, in particular one Thermal actuator, come into contact.
- the direction of attachment can also vary.
- FIG 11 Another embodiment for the insert element 60 shows Figure 11. For better clarity, a Part of the insert element broken out.
- the intended Insert element 60 is symmetrical with respect to a plane, which includes lines AA 'and CC'. Of the cuboid base body of the insert element 60 was with two roughly parallel to its shorter side Cross notches 54 provided.
- the longitudinal notch 67 is in this Example, however, not cuboid. Rather, you are on the Plane cross section of a parabola similar.
- the depth of the notch is such that it just touches the base of the insert element 60, and your cross-section projected onto a plane perpendicular to BB ' is rectangular.
- the resulting with the insert element 60 from Figure 11 Cast frame 20 is in cross section along the plane of symmetry shown in Figure 12. Where the cross notches 54 are again the two cross struts 71 were created, which is not in the illustration chosen for FIG. 12 are visible, and were therefore only indicated by dashed lines.
- the carrier element 80 forms an approximately perpendicular to the Cross struts 71 extending web, which in the middle of the Casting frame 20 has its greatest thickness.
- the carrier element 80 is initially applied a metal layer 78 and then a dielectric layer 79 upset. Its thickness has been exaggerated in Figure 12 shown.
- These two layers 78, 79 emulate Determining the microstructured body together optical component in the form of a tapered polarizer 87.
- the subsequent manufacture of the microstructured Body with this cast frame 20 creates an arrangement in which the two layers 78, 79 continuously on the underside of the microstructured body back and forth. If there is an optical fiber there, it functions microstructured body with the taper element 87 as optical polarizer by light whose electrical Folarization vector lies parallel to the metal layer, is damped less than light with one orthogonal polarization.
- the dielectric layer 79 serves to adjust this effect, since one is too close Approach of the metal layer 78 to the optical waveguide Excessive damping also of the passable Folarization type would cause.
- Making one microstructured body 100 then occurs as above specified.
- Polymer adhesive By filling the waveguide groove with one optically transparent, with a higher refractive index Polymer adhesive then creates a waveguide that directly is coupled to the integrated optical taper element 87.
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Körpers (100) vorgeschlagen. Hierbei wird eine Gußform (20) aus einem Gußrahmen und einer Bodenplatte (10) gebildet und mit Reaktionsgußmasse (27) befüllt. Nach dem Aushärten ist der Gußrahmen Bestandteil des Bauteils, während die Bodenplatte wiederverwendet werden kann. Da sowohl die Grundplatte als auch der Rahmen mit mikrostrukturtechnischen Mitteln gefertigt wurden, resultiert aus dieser Methode ein hochpräzises, jedoch billig und in großen Stückzahlen zu fertigendes Bauteil. <IMAGE>A method for producing a microstructured body (100) is proposed. A casting mold (20) is formed from a casting frame and a base plate (10) and filled with reaction casting compound (27). After curing, the casting frame is part of the component, while the base plate can be reused. Since both the base plate and the frame were manufactured using microstructure technology, this method results in a highly precise, yet inexpensive component that can be manufactured in large quantities. <IMAGE>
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Körpers, einem mikrostrukturierten Körper, einem Verfahren zur Herstellung eines Gußrahmens, einem Gußrahmen, einem Verfahren zur Herstellung eines integriert-optischen Bauteils und einem integriert-optischen Bauteil nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on a method of manufacture of a microstructured body, a microstructured one Body, a method of manufacturing a casting frame, a casting frame, a method for producing a integrated-optical component and an integrated-optical Component according to the preamble of the independent claims.
Aus der WO 94/08236 ist ein Verfahren zur Herstellung mikrostrukturierten Körpers in Gestalt eines Deckels für eine integriert-optische Schaltung bekannt. Dabei wird ein optisches Bauelement in einen Formstempel eingelegt, welcher Justierelemente aufweist. Beim Einlegen wird das optische Bauelement mittels der Justierelemente auf dem Formstempel justiert. Durch Gießen einer aushärtbaren Flüssigkeit um das optische Bauelement herum wird ein Deckel, welcher das optische Bauelement enthält, hergestellt. Beim Gießverfahren handelt es sich um ein Spritzguß- oder Spritzprägeverfahren, bei dem die aushärtbare Flüssigkeit unter Druck und/oder Temperatureinwirkung in eine gewünschte Form gebracht und ausgehärtet wird. Die aushärtbare Flüssigkeit weist bei diesem Verfahren eine hohe Viskosität auf, die zwar relativ exakte Außenabmessungen des entstehenden optischen Bauelements zuläßt, aber bezüglich der Abformbarkeit Grenzen setzt.WO 94/08236 describes a process for the production microstructured body in the form of a lid for an integrated optical circuit known. In doing so, a optical component inserted in a stamp, which Has adjustment elements. When inserting the optical Component by means of the adjustment elements on the form stamp adjusted. By pouring a curable liquid around it optical component around becomes a lid, which the contains optical component, manufactured. In the casting process is it an injection molding or injection molding process, in which the curable liquid under pressure and / or Influenced temperature into a desired shape and is cured. The curable liquid exhibits this process has a high viscosity, which is relative exact outer dimensions of the resulting optical Component allows, but limits on the moldability puts.
In der DE-P 44 34 832.0 ist ein Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Körpers als integriert-optisches Deckelbauteil beschrieben, bei dem ein vorgefertigter, trogförmiger Behälter als Außenumrandung für das entstehende Deckelbauteil fungiert, indem dieser Behälter auf einen Formstempel aufgesetzt wird und eine Reaktionsgußmasse in den Behälter eingegossen wird. Der Behälter besteht dabei vorzugsweise aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polycarbonat, und ist als Spritzgußteil herstellbar.DE-P 44 34 832.0 describes a process for the production of a micro-structured body as an integrated optical Cover component described, in which a prefabricated, trough-shaped container as an outer border for the resulting Lid component acts by placing this container on a Form stamp is placed and a reaction casting compound in the container is poured. The container is there preferably made of a plastic, such as Polycarbonate, and can be manufactured as an injection molded part.
In der DE-P 19 517 087.3 ist ein Gußrahmen beschrieben, der als Außenumrandung für einen herzustellenden mikrostrukturierten Körper dient und der beim Aufsetzen auf einen Formstempel mit wenigstens einem Rastelement in den Formstempel einrastet. Durch dieses Einrasten geschieht eine Justierung des Gußrahmens auf dem Formstempel, welche bei der Herstellung des mikrostrukturierten Körpers den Vorteil bietet, daß die Mikrostrukturierung des mikrostrukturierten Körpers bezüglich der Lage des Gußrahmens in einer stets gleichbleibenden Position angeordnet ist. Der dort beschriebene Gußrahmen ist ebenfalls im Spritzgußverfahren herstellbar.DE-P 19 517 087.3 describes a cast frame which as an outer border for one to be manufactured microstructured body and serves when putting on a form stamp with at least one locking element in the Form stamp snaps into place. By this snapping one happens Adjustment of the casting frame on the form stamp, which at the advantage of producing the microstructured body offers that the microstructuring of the microstructured Body with respect to the position of the casting frame in a always constant position is arranged. That one The casting frame described is also in the injection molding process producible.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mikrostrukturierten Körpers sowie eines Gußrahmens mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, daß eine präzise definierte Außenkontur für die weitere Verwendung des mikrostrukturierten Körpers zur Verfügung steht, da sowohl für die Herstellung des Gußrahmens als auch für die Herstellung des mikrostrukturierten Körpers selbst auf Methoden der Mikrostrukturtechnik zurückgegriffen wird. Aufgrund der geringen Viskosität vieler aushärtbarer, fließfähiger Massen, insbesondere von Reaktionsgußmassen und der damit verbundenen guten Kriechfähigkeit ist eine äußerst präzise Abformung von einem mit Erhebungen mit nahezu beliebig komplizierter Anordnung von Hohlräumen versehenen Formstempeln erreichbar. Zudem weist der so hergestellte mikrostrukturierte Körper eine hohe Planarität an der Unterseite auf. Außerdem ist eine Reaktionsgußmasse als aushärtbare, fließfähige Masse in Entwicklung und Herstellung für Kleinserien billiger als vergleichbare Spritzgußmassen. Außerdem hat die Verwendung einer Reaktionsgußtechnik den Vorteil, daß keine hohen mechanischen Kräfte auf den mikrostrukturierten Körper oder die auszuhärtende, fließfähige Masse beim Herstellungsvorgang wirken, wodurch eine Verschiebung des Gußrahmens relativ zur zweiten Bodenformplatte aufgrund der mechanischen Kräfte nahezu ausgeschlossen ist. Ebenso ist damit die Gefahr der Verschiebung von einlegbaren elektrischen, optischen oder elektrooptischen Bauelementen verringert.The inventive method for producing a microstructured body and a cast frame with the In contrast, features of the independent claims Advantage that a precisely defined outer contour for the further use of the microstructured body for Is available because both for the production of the Cast frame as well as for the manufacture of the microstructured body itself on methods of Microstructure technology is used. Due to the low viscosity of many curable, flowable Masses, especially of reaction casting masses and the like associated good creep ability is extremely precise Impression of one with elevations with almost any complicated arrangement of cavities Form stamps available. In addition, the so produced microstructured body has a high level of planarity Bottom on. In addition, a reaction casting compound is considered curable, flowable mass in development and Manufacture for small series cheaper than comparable Injection molding compounds. It also has the use of a Reaction casting technology has the advantage that no high mechanical forces on the microstructured body or the curable, flowable mass at Manufacturing process act, causing a shift in Casting frame relative to the second base plate due to the mechanical forces is almost impossible. Likewise thus the risk of shifting from insertable electrical, optical or electro-optical components decreased.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Verfahren möglich.By those listed in the dependent claims Measures are advantageous further developments in the Process specified independent claims possible.
Das Erhitzen der zweiten Bodenformplatte zur Einleitung des Reaktionsvorgangs ist deswegen vorteilhaft, weil die als Reaktionsgußmasse ausgebildete aushärtbare, fließfähige Masse dadurch vom Formstempel aus erhitzt wird, wo deshalb das Polymerisieren der aushärtbaren, fließfähigen Masse zuerst erfolgt. Dies ergibt eine präzise Struktur genau dort, wo die größte Genauigkeit erforderlich ist. Heating the second bottom mold plate to initiate the The reaction process is advantageous because the as Reaction casting compound designed curable, flowable This heats the mass from the die, which is why polymerizing the curable, flowable mass done first. This gives a precise structure exactly where the greatest accuracy is required.
Das Erhitzen der zweiten Bodenformplatte von ihrer Unterseite her in großflächiger Form bringt den Vorteil mit sich, daß ein annähernd ebener Temperaturverlauf in etwa parallel zur Oberfläche der zweiten Bodenformplatte erzeugt wird, wodurch ein äußerst homogener Reaktionsvorgang an der Oberfläche der zweiten Bodenformplatte erzeugt wird, was die Genauigkeit und Planarität des Deckelbauteils erhöht.Heating the second bottom mold plate from hers The bottom side in a large area brings the advantage that an approximately flat temperature curve in about generated parallel to the surface of the second base plate is, whereby an extremely homogeneous reaction process on the Surface of the second bottom mold plate is created, which the Accuracy and planarity of the lid component increased.
Die Auswahl eines ferromagnetischen Materials für die zweite Bodenformplatte und deren Auflegen auf eine Trägerplatte, wo die erste Bodenformplatte mittels eines Magnetfeldes gehaltert wird, erweist sich als vorteilhaft, da zur Halterung der ersten Bodenformplatte dann keine zusätzlichen mechanischen Halteelemente vorgesehen sein müssen.The selection of one ferromagnetic material for the second Bottom form plate and placing it on a support plate where the first base plate by means of a magnetic field is held, proves to be advantageous because for Holding the first base plate then no additional mechanical holding elements must be provided.
Vertiefungen auf der Unterseite des mikrostrukturierten Körpers können in folgenden Prozeßschritten vorteilhaft zur Justierung verwendet werden. Sie können darüberhinaus zur Aufnahme eines Polymerklebstoffs dienen, so daß in den Vertiefungen optische Wellenleiter entstehen.Wells on the bottom of the microstructured Bodies can advantageously be used in the following process steps Adjustment can be used. You can also go to Serve inclusion of a polymer adhesive, so that in the Depressions optical waveguides arise.
Die Justierung des Konturenrahmens zur Herstellung des Gußrahmens über wenigstens ein Rahmenjustierelement auf der ersten Bodenformplatte hat den Vorteil, daß eine aktive Justierung beispielsweise durch optische Verfahren nicht nötig ist, und daß eine hohe Justiergenauigkeit gewährleistet ist.The adjustment of the contour frame for the production of the Cast frame on at least one frame adjustment element on the first bottom mold plate has the advantage that an active No adjustment, for example by optical methods is necessary, and that a high adjustment accuracy is guaranteed.
Das Versehen des Einsatzelements zur Herstellung des Gußrahmens mit wenigstens einem Loch, in dem wenigstens ein Trägerelement entsteht, bietet den besonderen Vorteil, daß ein Gußrahmen mit einem Trägerelement herstellbar ist, welches zur Halterung von elektrischen, optischen oder elektrooptischen Bauelementen dienen kann. Außerdem erhöht das Trägerelement die Stabilität des Gußrahmens. The mistake of the insert element for the production of the Cast frame with at least one hole in which at least one Carrier element arises offers the particular advantage that a cast frame with a carrier element can be produced, which for holding electrical, optical or can serve electro-optical components. It also increases the support element the stability of the cast frame.
Das Aufbringen wenigstens eines elektrischen, optischen oder elektrooptischen Bauelements auf dem Trägerelement eröffnet dem mit Hilfe des Gußrahmens hergestellten mikrostrukturierten Körpers den Einsatzbereich der integrierten Optik, wobei das Trägerelement die Halterung des elektrischen, optischen oder elektrooptischen Bauelements übernimmt.The application of at least one electrical, optical or electro-optical component opened on the carrier element that made with the help of the cast frame microstructured body the area of application of the integrated optics, the carrier element holding the bracket of electrical, optical or electro-optical Component takes over.
Das Anordnen wenigstens einer durchgehenden Kerbe auf der Oberseite des Einsatzelements ist ein vorteilhafte Ausgestaltung, da durch Ausgießen der Kerbe entsprechende Streben für den Gußrahmen entstehen, die dessen Stabilität erhöhen.Placing at least one continuous notch on the Top of the insert is an advantageous one Design, as by pouring out the notch corresponding Struts for the cast frame arise, its stability increase.
Das Erzeugen von Nuten im Gußrahmen bringt den Vorteil, daß die Nuten für vielseitige Anwendungen, wie beispielsweise als Justierelemente einsetzbar sind.The creation of grooves in the casting frame has the advantage that the grooves for versatile applications, such as can be used as adjusting elements.
Ebenso wird die Funktionssicherheit des herzustellenden mikrostrukturierten Körpers erhöht, wenn die Gefahr eines Verrutschens einer verfestigten aushärtbaren fließfähigen Masse zum Boden des Gußrahmens hin durch eine Hilfsstruktur verringert wird.Likewise, the functional reliability of the manufactured microstructured body increases when the risk of a Slipping of a hardened curable flowable Mass to the bottom of the casting frame through an auxiliary structure is reduced.
Besonders vorteilhaft ist es außerdem, die Vertiefung in der ersten Bodenformplatte zusammen mit einer in etwa identischen Vertiefung in der zweiten Bodenformplatte herzustellen, die bei der Herstellung des mikrostrukturierten Körpers als Formstempel dient, da dadurch gleiche Masken für die beiden Vertiefungen einsetzbar sind. Außerdem wird die Präzision des entstehenden mikrostrukturierten Körpers vorteilhaft erhöht, da sich die zugehörigen Prozeßparameter in gleicher Weise auf die Abmessungen beider Vertiefungen ausgewirkt haben und der Gußrahmen dann besonders exakt in die wannenförmige Vertiefung eingreifen kann. It is also particularly advantageous to deepen the first bottom mold plate together with a roughly identical recess in the second bottom plate manufacture that in the manufacture of the microstructured body serves as a form stamp, because thus the same masks for the two wells can be used. In addition, the precision of the resulting microstructured body advantageously increased, since the associated process parameters are the same have affected the dimensions of both recesses and the casting frame then particularly precisely in the trough-shaped Deepening can intervene.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are in the drawing shown and in the following description explained.
Es zeigen:
In den Figuren 1a bis 1d wird ein Verfahren zur Herstellung
eines mikrostrukturierten Körpers dargestellt.
Figur 1a zeigt den Querschnitt durch einen Formstempel 10,
der in der folgenden Beschreibung auch zweite
Bodenformplatte genannt wird. Der Formstempel weist auf
seiner Oberfläche eine Strukturierung auf, auf welche in der
Beschreibung der folgenden Figuren, insbesondere Figuren
6-8, noch näher eingegangen werden wird.A method for producing a microstructured body is shown in FIGS. 1a to 1d.
FIG. 1 a shows the cross section through a
In einem zweiten Schritt wird auf den Formstempel 10 ein
Gußrahmen 20 aufgesetzt. Der Formstempel 10 bildet zusammen
mit dem Gußrahmen 20 einen nach oben offenen Behälter, wie
es Figur 1b zeigt.In a second step, a
Dieser Behälter aus Formstempel 10 und Gußrahmen 20 wird in
einem weiteren Schritt mit einer aushärtbaren, fließfähigen
Masse 27 befüllt. Nach der Befüllung härtet die aushärtbare,
fließfähige Masse 27 aus. Figur 1c zeigt den Behälter nach
der erfolgten Befüllung.This container from the
Auf die Aushärtung folgt die Entformung, wobei die
Mikrostruktur vom Formstempel 10 gelöst wird. Der Gußrahmen
20, welcher anfangs Bestandteil des als Gußform benutzten
nach oben offenen Behälters war, hat sich mit der
ausgehärteten aushärtbaren, fließfähigen Masse 27 verbunden
und ist nun Teil des mikrostrukturierten Körpers 100. Dieser
mikrostrukturierte Körper ist in Figur 1d gezeigt. Durch die
Herstellung sowohl des Gußrahmens 20 als auch des
Formstempels 10 mit mikrostrukturtechnischen Methoden läßt
sich eine besonders präzise Formgebung sowohl an der
Unterseite als auch an den Seitenflächen des
mikrostrukturierten Körpers 100 erreichen.The curing is followed by the demolding, whereby the
Microstructure is released from the
Mikrostrukturtechnische Methoden im hier verwendeten Sinne sind Verfahren zur Bearbeitung und Formgebung von Materialien, bei welchen zur Formgebung mindestens ein Lithographieschritt vorgesehen ist, wobei die Lithographie auch mit Röntgenstrahlen, Laser oder ultraviolettem Licht durchgeführt werden kann.Microstructural engineering methods in the sense used here are processes for machining and shaping Materials in which at least one for shaping Lithography step is provided, the lithography also with X-rays, lasers or ultraviolet light can be carried out.
Im folgenden wird nun das in den Figuren 1a bis 1c
vorgestellte Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Hierbei wird anhand der Figuren 2 bis 5 die
Herstellung des Gußrahmens 20 gezeigt, Figuren 6 bis 9 geben
die Herstellung des mikrostrukturierten Körpers 100 wieder.In the following, this is shown in FIGS. 1a to 1c
presented methods using exemplary embodiments
explained in more detail. This is based on Figures 2 to 5
Production of the
In Figur 2 ist eine erste Bodenformplatte 53 dargestellt,
die in einem Verfahren zur Herstellung des Gußrahmens 20
Anwendung findet. Die erste Bodenformplatte 53 ist dazu als
flache, in etwa quaderförmige Platte ausgebildet, in der
eine Vertiefung 55 mit einer Wand 111 angeordnet ist. Sie
besitzt eine rechteckige Grundform, an deren schmale
Stirnseiten zwei rechteckige Ansatzformstücke angrenzen, die
die Schmalseiten der Vertiefung 55 bilden. In der Vertiefung
55 sind außerdem mehrere Erhebungen 47, 50 angeordnet. Davon
sind zwei dachfirstförmige Platzhaltererhebungen 50 in
Flucht miteinander jeweils in etwa entlang der Längsachse
der Vertiefung 55 angeordnet. Außerdem sind drei
dachfirstförmige Prägeerhebungen 47 vorgesehen, von denen
zwei in ihrer Firstlinie fluchten, und die dritte
dachfirstförmige Prägeerhebung 47 zu den beiden anderen
dachfirstförmigen Prägeerhebungen 47 versetzt und in etwa
mittig zu dem Zwischenraum zwischen den beiden anderen
dachfirstförmigen Prägeerhebungen 47 angeordnet ist. Die
Firstlinien aller drei Prägeerhebungen 47 verlaufen parallel
zu der Firstlinie der dachfirstförmigen
Platzhaltererhebungen 50.FIG. 2 shows a
Die erste Bodenformplatte 53 weist zudem ein
Rahmenjustierelement 69 auf, welches in Form einer
zylindrischen Vertiefung neben der Vertiefung 55 in der
ersten Bodenformplatte 53 ausgebildet ist. Sämtliche
Erhebungen 47, 50 sind nur beispielhaft zu sehen. Es ist
ebenso vorgesehen, andere Anordnungen und Formgebungen
einzusetzen.The
Zur Herstellung des Gußrahmens 20 wird außer der ersten
Bodenformplatte 53 ein Einsatzelement 60 benötigt, welches
in Figur 3 a dargestellt ist. Das Einsatzelement 60 weist im
wesentlichen eine Quaderform mit einer längeren und einer
kürzeren Seite auf. An den kürzeren Seiten sind zwei
Erweiterungen mit in etwa quadratischem Grundriß angebracht.
In etwa parallel zur längeren Seite verläuft an der
Oberseite eine in ihrem Querschnitt gleichfalls
quaderförmige Längskerbe 58 und in etwa parallel zur
kürzeren Seite des Einsatzelements 60 an der Oberseite eine
in ihrem Querschnitt quaderförmige Querkerbe 54. In etwa
senkrecht zu den beiden Kerben 54, 58 ist in dem
Einsatzelement 60 ein U-förmiges Loch 67 angeordnet, welches
das Einsatzelement 60 von der Oberseite zur Unterseite hin
durchdringt. Dadurch ragt eine Zunge 59 in den Innenraum des
Einsatzelements 60.For the production of the
Weiterhin wird zur Herstellung des Gußrahmens 20 neben der
ersten Bodenformplatte 53 und dem Einsatzelement 60 ein
Konturenrahmen 70 benötigt, welcher in Figur 3 b dargestellt
ist. Der Konturenrahmen 70 ist in Form einer flachen Scheibe
ausgebildet, in der ein Durchbruch 68 angeordnet ist. Der
Durchbruch 68 weist hierbei die gleiche Form auf, wie die
Vertiefung 55 in der ersten Bodenformplatte 53. Jedoch sind
die lateralen Abmessungen des Durchbruchs 68 in diesem
Beispiel größer gewählt als die der Vertiefung 55. Der
Konturenrahmen 70 besitzt auf der Unterseite zwei
zylinderförmige Rasterhebungen 99, welche in der
perspektivischen Darstellung in Figur 3 b nicht sichtbar
sind. Sie haben relativ zu den Achsen des Durchbruchs 68
dieselbe Entfernung, wie die Rahmenjustierelemente 69
relativ zu den Achsen der Vertiefung 55 der ersten
Bodenformplatte 53.Furthermore, in addition to the manufacture of the
Das so ausgestaltete Einsatzelement 60 wird in die
Vertiefung 55 der ersten Bodenformplatte 53 eingelegt und
durch Punktschweißen, Verschrauben fixiert, wie es in den
Figuren 4 a und b dargestellt ist. Die Numerierung aus den
Figuren 1 bis 3 wurde dabei beibehalten. Außer dem
Einsatzelement 60 wird auf die erste Bodenformplatte 53 der
Konturenrahmen 70 aufgelegt und fixiert, der, wie oben
beschrieben und in Figur 3 b dargestellt, in Form einer
flachen Scheibe mit einem Durchbruch 68 ausgebildet ist. Der
Durchbruch 68 weist hierbei die gleiche Form auf, wie die
Vertiefung 55 in der ersten Bodenformplatte 53, jedoch mit
größeren Abmessungen des Durchbruchs 68 als die der
Vertiefung 55, so daß nach dem Aufsetzen des Konturenrahmens
70 auf die erste Bodenformplatte 53 im Durchbruch 68 eine
entlang der Innenwandung des Durchbruchs 68 verlaufende
Stufe entstanden ist. Der Konturenrahmen 70 rastet mittels
der Rasterhebung 99, vorzugsweise verdrehsicher, in dem
Rahmenjustierelement 69 der ersten Bodenformplatte 53 ein.
Das Einsatzelement 60 ist seinerseits so dimensioniert, daß
seine Außenwände innerhalb der Vertiefung 55 zu liegen
kommen, und zwar dergestalt, daß zwischen den Außenwandungen
des Einsatzelementes 60 und der Innenwand der Vertiefung 55
ein rund um das Einsatzelement 60 verlaufender Spalt
verbleibt. Die Zunge 59 des Einsatzelementes 60 kommt
hierbei zwischen den drei dachfirstförmigen Prägeerhebungen
47 zu liegen. Die Längskerbe 58 fluchtet in etwa mit der
Firstlinie der dachfirstförmigen Platzhaltererhebungen 50.The
Wie in Figur 4 b gezeigt, wird in diese Anordnung eine
aushärtbare, fließfähige Gußrahmenmasse 56 eingefüllt, die
in sämtliche Aussparungen, insbesondere auch in das Loch 67,
eindringt. Die Füllhöhe wird genau so gewählt, daß das Loch
67 und die Kerben 58, 59 noch gefüllt werden, aber die
Oberfläche des Einsatzelements 60 nicht mehr benetzt wird.
Daraufhin erfolgt ein Aushärtvorgang, bei dem die
aushärtbare, fließfähige Gußrahmenmasse 56 zu einem festen
Gebilde erstarrt. Nach dem Entformen des erstarrten Gebildes
von Konturenrahmen 70, erster Bodenformplatte 53 und
Einsatzelement 60 ist als Gebilde ein Gußrahmen 20
entstanden. Der so entstandene Gußrahmen 20 weist, wie
bereits beschrieben, das Trägerelement 80 auf.As shown in Figure 4 b, in this arrangement
filled curable, flowable
In Figuren 5 a-c ist ein Gußrahmen 20 dargestellt, wie er
durch den in den vorhergehenden Figuren 2-4 beschriebenen
Gußvorgang erzeugt wird. Figur 5a zeigt eine perspektivische
Darstellung des Gußrahmens 20. Figur 5b zeigt eine Ansicht
von unten, also auf die Seite, welche durch Abformung der
Vertiefung 55 der ersten Bodenformplatte 53 entstanden ist.
Figur 5c zeigt einen aufgeschnittene Seitenansicht entlang
der in Figur 5b dargestellten gestrichelten Linie. Auf die
in Figur 5b und 5c dargestellten Gußrahmen wurde außerdem in
einem weiteren Schritt eine Leiterstruktur aufgebracht,
welche unten näher beschrieben werden wird.In Figures 5 a-c, a
Der Gußrahmen 20 weist die Form eines quaderförmigen,
länglichen Rahmens auf, der an seinen Schmalseiten jeweils
in ein quaderförmiges Ansatzrahmenstück übergeht. Die in
Querrichtung zu den längeren Seiten des quaderförmigen,
länglichen Rahmens verlaufenden Seiten der quaderförmigen
Ansatzrahmenstücke sind in diesem Beispiel etwas kürzer als
die Schmalseiten des quaderförmigen, länglichen Rahmens. The
Andere Ausgestaltungen der Außenkontur des Gußrahmens 20
sind aber ebenfalls möglich und vorgesehen. Der Gußrahmen 20
ist in seinem Innenraum hohl, so daß er lediglich eine
entlang der Außenlinien des quaderförmigen, länglichen
Rahmens und der quaderförmigen Ansatzrahmenstücke
verlaufende Wandung 74 aufweist. Die Wandung 74 weist an
ihrer Oberseite auf ihrem inneren Rand einen rundumlaufenden
Absatz auf, der als Rastelement 75 dient. Lediglich an den
Stirnseiten der quaderförmigen Ansatzstücke des Gußrahmens
20 weist das Rastelement 75 je eine in Form einer
invers-dachfirstförmigen Kerbe geformte Lippennut 72 auf.
Das Rastelement 75 wird im weiteren auch als Lippe
bezeichnet. Im Inneren des Gußrahmens 20 sind zur
Verbesserung der Stabilität eine entlang der Längsrichtung
des Gußrahmens 20 verlaufende Längsstrebe 73 und zwei quer
dazu verlaufende Querstreben 71 angeordnet. Die
Zwischenräume zwischen den Streben 71, 73 stellen
Einfullöffnungen 21 dar. An einem der beiden Kreuzungspunkte
zwischen einer der Querstreben 71 und der Längsstrebe 73 ist
ein U-förmiges Trägerelement 80 angeordnet. Das
Trägerelement 80 hat einen in etwa rechteckigen Querschnitt.
Die beiden Schenkel des U-förmigen Trägerelements 80 sind
hier beispielhaft parallel zu den Streben 71, 73 angeordnet.Other configurations of the outer contour of the
Das Trägerelement 80 entsteht als Abguß des Lochs 67. Bei
der Fertigung des mikrostrukturierten Körpers erlangt es
Wichtigkeit, da es zur Halterung eines elektrischen,
optischen oder elektrooptischen Bauelements dient. In Figur
5b und c sind Ansichten des Gußrahmens 20 gezeigt, bei dem
bereits nach dem Gießen auf das Trägerelement 80 ein
elektrooptisches Bauelement in Form eines Heizelements 85
aufgebracht wurde. Das Heizelement 85 weist hierzu eine
mäanderförmige Heizschleife 84 auf, an deren beiden Enden je
ein Anschlußkontakt 82 angeordnet ist. The
Es ist zu erkennen, daß in vorteilhafter Weise das
Trägerelement 80 dem später darauf aufzubringenden
elektrischen, optischen oder elektrooptischen Bauelement 85
angepaßt wurde, um ein Minimum an Gußrahmenmasse 56 zu
verbrauchen und gleichzeitig eine gute Aushärtbarkeit und
Entformbarkeit für das Trägerelement 80 sicherzustellen. Die
Gestaltung des Trägerelements 80 ist jedoch prinzipiell frei
wählbar. Außerdem sind im Trägerelement 80 inversdachfirstförmige
Trägerelementnuten 45 zu erkennen, die
durch Abformung der dachfirstförmigen Prägeerhebungen 47
entstanden sind. Die invers-dachfirstförmigen Lippennuten 72
sind ebenfalls durch Abformung der dachfirstförmigen
Platzhaltererhebungen 50 entstanden. Die Streben 71, 73
entstanden aus den Kerben 54, 58. Die Lippe 75 ist aufgrund
des Größenunterschieds zwischen der Aussparung 68 im
Konturenrahmen 70 und der Vertiefung 55 entstanden.It can be seen that the
Der so mit dem elektrooptischen Bauelement 85 versehene
Gußrahmen 20 wird im folgenden zur Herstellung eines
mikrostrukturierten Körpers eingesetzt werden. Der bisher
beschriebene Gußrahmen 20 bildet eine Komponente der hierfür
benötigten Gußform.The one provided with the electro-
Ein weiterer Bestandteil der Gußform für die Herstellung des
mikrostrukturierten Bauteils ist in Figur 6 dargestellt.
Hierbei handelt es sich um eine zweite Bodenformplatte 93,
die einen Formstempel 10 bildet. Die zweite Bodenformplatte
93 weist eine wannenförmige Vertiefung 61 auf, deren äußerer
Grundriß und deren laterale Abmessungen identisch sind mit
der äußeren Form und den lateralen Abmessungen der
Vertiefung 55 der ersten Bodenformplatte 53. Die
wannenförmige Vertiefung 61 weist eine Wandung 64 auf, die
als Gegenrastelement dient. Im Inneren der wannenförmigen
Vertiefung 61 sind entlang deren Längsachse, jeweils am Ende
der wannenförmigen Vertiefung 61 zwei dachfirstförmige
Faserjustiererhebungen 62 angeordnet, von welchen, wegen der
perspektivischen Darstellung, in Figur 6 nur eine zu sehen
ist. Außerdem sind drei dachfirstförmige
Rahmenjustiererhebungen 46 vorgesehen, von denen zwei in
ihrer Firstlinie fluchten, wobei die Firstlinien aller drei
Rahmenjustiererhebungen 46 parallel zu der Firstlinie der
dachfirstförmigen Platzhaltererhebungen 50 verlaufen. Die
dritte dachfirstförmige Rahmenjustiererhebung 46 ist zu den
beiden anderen dachfirstförmigen Rahmenjustiererhebungen 46
versetzt und ist in etwa mittig zu dem Zwischenraum zwischen
den beiden anderen dachfirstförmigen Rahmenjustiererhebungen
46 angeordnet. Die drei dachfirstförmigen
Rahmenjustiererhebungen 46 und die zwei dachfirstförmigen
Faserjustiererhebungen 62 entsprechen in ihrer Lage den drei
dachfirstförmigen Prägeerhebungen 47 und den zwei
dachfirstförmigen Platzhaltererhebungen 50
in der Vertiefung 55 der ersten Bodenformplatte. 62 und 50
haben in etwa gleiche Abmessungen, 46 dagegen muß definiert
um jenes Maß höher sein als 47, welches später am fertigen
Bauteil den Abstand des elektrischen optischen Bauteils vom
Wellenleiter/Oberkante bestimmt.Another part of the mold for making the
microstructured component is shown in Figure 6.
This is a
Zwischen den zwei dachfirstförmigen Faserjustiererhebungen
62 verläuft eine quaderförmige Erhebung 63. Die
quaderförmige Erhebung 63 besteht aus einem Hauptarm,
welcher eine geradlinige Verbindung zwischen den beiden
dachfirstförmigen Faserjustiererhebungen 62, sowie einem
Bypass-Arm, welcher von dem Hauptarm bei dessen Verbindung
mit der einen dachfirstförmigen Faserjustiererhebung 62
abzweigt, parallel zu dem Hauptarm zwischen den beiden
fluchtenden dachfirstförmigen Rahmenjustiererhebungen 46 auf
der einen Seite und der einzeln stehenden dachfirstförmigen
Rahmenjustiererhebung 46 auf der anderen Seite
hindurchführt, und sich bei der Verbindung des Hauptarms mit
der anderen dachfirstförmigen Faserjustiererhebung 62 wieder
mit dem Hauptarm vereint. Links und rechts von der einzeln
stehenden dachfirstförmigen Rahmenjustiererhebung 46, ist,
in der Verlängerung der Firstlinie, noch je eine
würfelförmige Erhebung 81 angeordnet. Die zweite
Bodenformplatte 93 weist, aus Gründen, welche noch offenbart
werden werden, im Gegensatz zu der ersten Bodenformplatte 53
kein Rahmenjustierelement 69 auf. Weiterhin weist die
Darstellung in Figur 6 eine Linie AA' auf, welche als
Schnittlinie für die Schnittzeichnung in Figur 7 dient.Between the two ridge-shaped fiber adjustment bumps
62 runs a
Der Gußrahmen 20 wird nun auf den Formstempel 10 aufgesetzt,
so daß die beiden Teile sich zu einer Gußform verbinden.
Dies wird beispielhaft in der Querschnittsdarstellung in
Figur 7 gezeigt. Hierbei wurde der Gußrahmen 20, wie er in
Figur 5a und 5b dargestellt wurde, auf die in Figur 6
dargestellte zweite Bodenformplatte 93 aufgesetzt. Die
Anordnung wurde entlang einer Ebene, welche senkrecht auf
dem Hauptarm der quaderförmigen Erhebung 63 steht, und die
Linie AA' aus Figur 6 einschließt, aufgeschnitten.The
Der Gußrahmen 20 wird mit der Lippe 75 nach unten auf den
Formstempel 10 aufgesetzt, wobei die Lippe 75 dichtend
innerhalb des Gegenrastelements 64 einrastet. Beim Auflegen
des Gußrahmens 20 auf die wannenförmige Vertiefung 61
gelangen die invers-dachfirstförmigen Trägerelementnuten 45
in Eingriff mit den dachförmigen Rahmenjustiererhebungen 46,
so daß eine hochpräzise Justierung des Trägerelements 80 und
eines darauf aufgebrachten elektrischen, optischen oder
elektrooptischen Bauelements bezüglich der wannenförmigen
Vertiefung 61 erfolgt. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel
wird das Trägerelement so fixiert, daß die darauf
angebrachte Heizschleife 84 über dem Hauptarm der
quaderförmigen Erhebung 63, nicht jedoch über dem Bypass-Arm
zu liegen kommt. Die Querstrebe 71 und die Längsstreben 73
des Gußrahmens 20 unterstützen die Dichtung zwischen Lippe
75 und Gegenrastelement 64, indem sie ein Einknicken des
Gußrahmens 20 verhindern. The
Es ist möglich, daß durch Druck auf dem Gußrahmen 10 dieser
sich geringfügig im Außenbereich verbiegt, so daß die Lippe
75 etwas tiefer in das Gegenrastelement 64 einrastet.It is possible that pressure on the
Die in Figur 7 dargestellte Vorrichtung stellt eine Gußform
zum Herstellen eines mikrostrukturierten Körpers dar. Zum
Gießen wird, wie im Zusammenhang mit Figur 9a noch genauer
beschrieben werden wird, eine aushärtbare Flussigkeit,
vorzugsweise eine Reaktionsgußmasse, in den Innenraum dieser
Gußform gegossen und dort ausgehärtet. Nach dem Aushärten
und Entformen vom Formstempel 10 entsteht somit ein
mikrostrukturierter Körper, an dessen Unterseite ein
Negativabdruck der Oberfläche in der wannenförmigen
Vertiefung 61 des Formstempels 10 vorhanden ist, und dessen
integraler Bestandteil der frühere Gußrahmen 20 nun geworden
ist.The device shown in Figure 7 provides a mold
to manufacture a microstructured body
As in connection with FIG. 9a, casting is carried out more precisely
will be described, a curable liquid,
preferably a reaction casting compound, in the interior of this
Cast mold and cured there. After curing
and demolding from the die 10 thus arises
microstructured body, on the underside of which
Negative impression of the surface in the tub-shaped
Es ist an dieser Stelle zweckmäßig, vor der Beschreibung der
Herstellung des mikrostrukturierten Körpers einen Weg zur
Herstellung der ersten Bodenformplatte 53 und der zweiten
Bodenformplatte 93 zu beschreiben. Dies geschieht anhand der
Figuren 8 a-dIt is useful at this point, before describing the
Making the microstructured body a way to
Manufacture of the first
Zweckmäßigerweise wird eine ursprüngliche Mikrostruktur,
welche im folgenden auch Master genannt werden wird, aus
einem einkristallinen Siliziumsubstrat 200 hergestellt.
Andere Materialien sind jedoch ebenfalls vorgesehen.
Dachförmige Strukturen 201 können beispielsweise durch
anisotropes Ätzen und Strukturen mit etwa senkrecht zur
Substratoberfläche angeordneten Wänden 202 können
beispielsweise durch Ionenätzen erzeugt werden. Eine
beispielhafte Struktur ist in Figur 8a zu sehen.An original microstructure,
which will also be called Master in the following
a single-
In Figur 8b ist die Struktur aus Figur 8a mit einer
Schutzschicht 203 bedeckt. In Figure 8b, the structure of Figure 8a is with a
Die Anordnung aus Figur 8b wird wiederum geätzt, so daß der
geschützte Teil nach Entfernen der Schutzschicht erhaben ist
und eine Mesawand 204 aufweist, wie Figur 8c zeigt. Die in
Figur 8c gezeigte Struktur ist die Master-Struktur.The arrangement from Figure 8b is in turn etched so that the
protected part is raised after removing the protective layer
and has a
Durch Abformen des Masters 205 entsteht der erste
Negativabdruck 206 des Masters, welcher in Figur 8d gezeigt
ist. Insbesondere entsteht eine Abdruckwand 207 als
Abformung der Mesawand 204. Beim Abformen geht jedoch in der
Regel die Master-Struktur verloren. Der erste Negativabdruck
206 kann jedoch durch zweimaliges Abformen des ersten
Negativabdrucks 206 vervielfältigt werden.The first is created by molding the
Bei der Herstellung der ersten Bodenformplatte 53 und der
zweiten Bodenformplatte 93 mittels dieses Verfahrens ist vor
allem darauf zu achten, daß die Vertiefung 55 und die
wannenförmige Vertiefung 61 in ihren lateralen Abemessungen
möglichst identisch sind. Dies ist beispielsweise
gewährleistet, wenn die beiden Master-Strukturen mit einem
gemeinsamen Photolithographieverfahren mit einer für beide
Vertiefungen 55, 61 möglichst identischen Maske hergestellt
wurden, oder wenn wenigstens die Masken für die beiden
Vertiefungen im selben Schritt hergestellt wurden. Mit
diesen Maßnahmen ist gewährleistet, daß der Gußrahmen 20 und
der Formstempel 10 sich lateral formschlüssig zu einer
Gußform verbinden lassen. Der Lithographieschritt macht das
beschriebene Verfahren zu einem mikrostrukturtechnischen
Verfahren im Sinne der obengenannten Definition.In the manufacture of the first
Ein besonders einfaches Zusammenfügen zwischen Gußrahmen 20
und zweiter Bodenformplatte 93 ergibt sich, wenn bei der
Herstellung der Masken Vorkehrungen getroffen werden, daß
die Lage der Firstlinien der dachförmigen Prägeerhebungen 47
in der ersten Bodenformplatte und die Lage der Firstlinien
der dachförmigen Rahmenjustiererhebungen 46 in der zweiten
Bodenformplatte mit höchster Präzision übereinstimmen,
ebenso wie die Dachwinkel. Wenn dabei die Höhe der
dachförmigen Prägeerhebungen 47 in der ersten
Bodenformplatte etwas geringer ist als die der
dachfirstförmigen Rahmenjustiererhebungen 46 in der zweiten
Bodenformplatte, ergibt sich zwischen dem elektrisch oder
optisch ... Element ein mit Toleranzen < 1 µm genau
definierter, vertikaler Abstand zur Oberfläche, das heißt
zum optischen Wellenleiter, des ... strukturierenden
Körpers. Der laterale Abstand ist gleichfalls durch
Einrasten präzise bestimmt. Im hier gezeigten
Ausführungsbeispiel sollte der Höhenunterschied mindestens
einige Mikrometer größer sein als die Höhe der
quaderförmigen Erhebungen 48. Die Mesawände 204 der Master-Exemplare
für die erste und die zweite Bodenformplatte
werden dann vorzugsweise gleich gewählt.A particularly simple assembly between the casting frame 20th
and second
Hierdurch wird erreicht, daß beim Aufsetzen des Gußrahmens
20 auf die zweite Bodenformplatte 93 ersterer zuerst mit dem
Rastelement 75 in der wannenförmigen Vertiefung 61 der
zweiten Bodenformplatte 93 lateral fixiert wird. Bei
weiterem Absenken des Gußrahmens 20 sitzen dann die inversdachförmigen
Trägerelementnuten 45 formschlüssig auf den
dachfirstförmigen Rahmenjustiererhebungen 46 in der zweiten
Bodenformplatte auf, bevor andere Teile des Gußrahmens 20
den Boden der wannenförmigen Vertiefung 61 der zweiten
Bodenformplatte 93 berühren. Hierdurch wird erreicht, daß
die laterale und vertikale Positionierung des Trägerelements
80 mit einem eventuell darauf angebrachten Bauelement
relativ zu den quaderförmigen Erhebungen 48 automatisch
besonders genau wird. Darüberhinaus ist unter dem Gußrahmen
20 noch genug Bodenfreiheit für die quaderförmigen
Erhebungen. Zur Veranschaulichung wird an dieser Stelle auf
die Beschreibung von Figur 7 verwiesen.This ensures that when placing the
Die Ätztiefe für V-Nuten ist jedoch am einfachsten bei durch anisotropes Ätzen hergestellten invers-dachförmigen Vertiefungen zu bestimmen, da hier die Tiefenbestimmung auf eine Bestimmung einer lateralen Abmessung zurückführbar ist, was besonders einfach ist. Dem Fachmann sind auch noch weitere Herstellungsprozesse für die erste und die zweite Bodenformplatte unter Verwendung der mit Hilfe von Figur 13 a-d beschriebenen Prozessschritte offensichtlich.The etching depth for V-grooves is easiest at through anisotropic etching produced inverse roof-shaped Determine deepenings because here the depth determination a determination of a lateral dimension is traceable, which is particularly easy. The specialist are also still further manufacturing processes for the first and the second Base plate using the with the help of Figure 13 Process steps described a-d obviously.
Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung des
mikrostrukturierten Körpers am Beispiel eines integriertoptischen
Deckelbauteils beschrieben. Hierbei kommt eine
Gußform mit einem Formstempel 10, welcher von der zweiten
Bodenformplatte 93 gebildet wird, und einem Gußrahmen 20 zum
Einsatz, welche der beispielhaft in Figur 7 beschriebenen
Gußform ähnelt, sowie eine Gußvorrichtung, wie sie in Figur
9 zu sehen ist und im folgenden beschrieben ist. Der
verwendete Gußrahmen 20 weist in diesem Beispiel einen
obenliegenden Boden auf, in dem nur eine einzige
Einfüllöffnung 21 angeordnet ist.The following is the process for making the
microstructured body using the example of an integrated optical
Cover component described. Here comes one
Casting mold with a
In Figur 9 ist eine flache Bodenplatte 18 dargestellt, die
zwei in etwa parallel zueinander und vertikal zur
Bodenplatte 18 ausgerichtete Führungsstangen 13 aufweist.
Weiter ist eine flache Grundplatte 14 vorgesehen, welche
zwei Löcher aufweist, durch die die Führungsstangen 13 der
Bodenplatte 18 ragen. Die Grundplatte 14 liegt mit ihrer
Unterseite bündig auf der Oberseite der Bodenplatte 18 auf.
Weiter ist eine flache Zwischenplatte 11 vorgesehen, welche
ebenfalls zwei Löcher aufweist, durch die die
Führungsstangen 13 ragen. Die Zwischenplatte 11 liegt mit
ihrer Unterseite auf der Oberseite der Grundplatte 14. Die
Grundplatte 14 weist in etwa parallel zu ihrer flachen
Oberseite mehrere nebeneinanderliegende zylinderförmige
Aussparungen 15 auf, wobei in jeder zylinderförmigen
Aussparung 15 eine Hülse 16 mit einer darin angeordneten
Drahtwendel 17 angeordnet ist. Beim Durchfließen
elektrischen Stroms durch die Drahtwendeln 17 geben diese
eine Wärmestrahlung 36 ab. Die Zwischenplatte 11 weist im
Bereich zwischen den beiden Führungsstangen 13 auf ihrer
Oberseite ein in etwa kreisförmige Vertiefung 35 auf, in die
eine in etwa kreisscheibenförmige, flache Trägerplatte 12
einlegbar ist. Die Trägerplatte 12 liegt dabei annähernd
paßgenau in der Vertiefung 35, wobei mehrere in der
Trägerplatte 12 angeordnete Sacklöcher 34 mit ihrer Öffnung
nach unten zur Zwischenplatte 11 zeigen. In den Sacklöchern
34 befinden sich mehrere Permanentmagnete 33. Auf der
Oberseite der Trägerplatte 12 ist ein flacher Formstempel 10
angeordnet, der auf seiner Oberseite mehrere
dachfirstförmige Erhebungen 19 und außerdem mehrere
quaderförmige Erhebungen 48 aufweist. Auf den quaderförmigen
Erhebungen 48 stützt sich ein elektrooptisches Bauelement 26
ab, dessen äußere Flanken an den dachfirstförmigen
Erhebungen 19 anliegen. Weiter vorgesehen ist der Gußrahmen
20, dessen offene Seite nach unten, zum Formstempel 10 hin
zeigt. Der Gußrahmen 20 liegt mit seiner durch die
Stirnfläche seiner Seitenwände gebildeten Umrandung auf dem
Formstempel 10 auf und ist mit dem Rastelement 75 in dem
Gegenrastelement 64 des Formstempels 10 eingerastet, so daß
der Formstempel 10 einen Boden für den Innenraum des
Gußrahmens 20 bildet. Das Trägerelement 80 ragt von der
Oberseite des Gußrahmens 20 zur Unterseite ddes Gußrahmens.
Der mechanische Druck von der Gußrahmenunterseite muß so
groß sein, daß 45 in 46 ??. Der Gußrahmen 20 ist in seinem
Innenraum oberhalb der Oberfläche des Formstempels 10
wenigstens teilweise mit einer aushärtbaren, fließfähigen
Masse 27 gefüllt. Als aushärtbare, fließfähige Masse 27
dient beispielsweise eine Reaktionsgußmasse. Die
Reaktionsgußmasse 27 umschließt dabei das elektrooptische
Bauelement 26. Der Gußrahmen 20 ist zu einem Teil in einer
Halterungsaussparung 22 in einer flachen Deckelplatte 24
gehaltert. Der Gußrahmen 20 weist in seinem obenliegenden
Boden die Einfüllöffnung 21 auf, welche mit einer Aussparung
23, welche in der Deckelplatte 24 angeordnet ist, fluchtet. FIG. 9 shows a
Die Deckelplatte 24 ist gleichfalls mittels zweier
Bohrungen, durch die die Führungsstangen 13 ragen, über die
Führungsstangen 13 geführt und wird über zwei Spiralfedern
30, welche um die Führungsstangen 13 herum angeordnet sind,
nach unten gedrückt. Nach oben stützen sich die Spiralfedern
30 an je einer Anschlagplatte 29 ab, welche mit je einer
Anpreßschraube 28 auf der Führungsstange 13 befestigt sind.
Weiter ist eine Pipette 31 vorgesehen, mittels der die
Reaktionsgußmasse 27 durch die Aussparung 23 und die
Einfüllöffnung 21 in den Gußrahmen 20 einfüllbar ist. Der
Gußrahmen 20 weist außerdem nahe der Umrandung in seinem
Innenraum eine Hilfsstruktur 32 in Form eines an den
Seitenwänden innen rundum laufenden Absatzes auf,The
Der Gußrahmen 20 mit dem Trägerelement 80 und dem
elektrooptischen Bauelement 26 wird zunächst in die
Deckelplatte 24 eingelegt, so daß dessen Boden in der
Halterungsaussparung 22 zu liegen kommt. Vorzugsweise ist
die Halterungsaussparung 22 so ausgebildet, daß ein leichtes
Klemmen des Gußrahmens 20 erfolgt. Der Gußrahmen 20 besteht
vorzugsweise aus einem Kunststoff, wie beispielsweise
Polyamid (PA) oder Polyoxymethylen (POM), welcher nicht
unbedingt optisch transparent sein muß. POM oder PA sind
besonders geeignet, da sich aufgrund der negativen
Oberflächenspannung gegenüber der Reaktionsgußmasse (z.B.
MMA) eine hohe Planarität der Abformfläche und eine relative
Beweglichkeit zwischen Gußrahmen 20 und verfestigter
Reaktionsgußmasse 27 ergibt. Weiter wird die beschriebene
Anordnung zunächst soweit fertiggestellt, daß die
Bodenplatte 18, die Grundplatte 14 und die Zwischenplatte 11
übereinander liegen. Ebenso wird die Trägerplatte 12 mit den
in die Sacklöcher 34 eingelegten Permanentmagneten 33 in die
Vertiefung 35 der Zwischenplatte 11 eingelegt.The
Auf die Trägerplatte 12 wird dann der Formstempel 10
aufgelegt. Durch die Permanentmagnete 33 wird der
Formstempel 10 in seiner Lage fixiert. Der Formstempel 10
wird dabei so ausgerichtet, daß er eine definierte Lage in
bezug auf den später aufzusetzenden Gußrahmen 20 einnimmt.
Dann wird die Deckelplatte 24 mit dem eingelegten Gußrahmen
20 mit der Öffnung des Gußrahmens 20 nach unten auf die
Anordnung aufgesteckt, wobei die Führungsstangen 13 die
mechanische Grobführung der Deckelplatte 24 übernehmen. Das
Rastelement 75 und das Gegenrastelement 64 sorgen beim
Aufeinandertreffen für die Justage zwischen Formstempel 10
und Gußrahmen 20. Dazu kann es vorgesehen sein, auch eine
leichte laterale Bewegung, bzw. Rütteln auszuführen, bis ein
Einrasten erfolgt und gegebenenfalls detektiert wird. Beim
Aufsetzen des Gußrahmens 20 gerät das elektrooptische
Bauelement 26 zwischen die dachfirstförmigen Erhebungen 19
und die quaderförmigen Erhebungen 48, wodurch mit leichtem
Druck eine automatische passive Feinjustierung des
elektrooptischen Bauelements 26 bezüglich des Formstempels
10 bewirkt wird. Durch Anbringen der Spiralfedern 30
zusammen mit den Anschlagplatten 29 und den Anpreßschrauben
28 wird die Deckelplatte 24 mit dem trogförmigen Behälter 20
in der eingerasteten Stellung auf die Oberfläche des
Formstempels 10 gepreßt. Sodann wird durch die Aussparung 23
und die Einfüllöffnung 21 mittels der Pipette 31 die
flüssige Reaktionsgußmasse 27 in den Innenraum des
Gußrahmens 20 eingefüllt. Beim Einfließen der flüssigen
Reaktionsgußmasse 27 in den Gußrahmen 20 wird jeder
zugängliche Zwischenraum innerhalb des Gußrahmens 20 von der
Reaktionsgußmasse 27 ausgefüllt. Die Reaktionsgußmasse 27
weist dazu vorzugsweise eine geringe Viskosität auf. Es ist
dabei nicht notwendig, den Gußrahmen 20 ganz mit der
Reaktionsgußmasse 27 zu füllen.The
Diese Anordnung wird nun von unten her beheizt, indem
elektrischer Strom durch die Drahtwendeln 17 geschickt wird.
Dadurch erwärmen sich die Hülsen 16 und dann auch die
gesamte Grundplatte 14. Die Wärmestrahlung 36 gelangt somit
von unten durch die Grundplatte 14, die Zwischenplatte 11,
die Trägerplatte 12 und den Formstempel 10 zu dessen
Oberseite. Die Drahtwendeln 17 sind dabei vorzugsweise so
gleichmäßig in der Grundplatte 14 verteilt, daß eine
annähernd ebene Wärmestrahlung 36 von unten nach oben in
Richtung auf den Formstempel 10 resultiert. Die flüssige
Reaktionsgußmasse 27 besteht z.B. aus einem
polymerisationsfähigen Monomer, welches mit
Thermoinitiatoren vermischt ist. Durch die Thermoinitiatoren
beginnt nun mit wachsender Temperatur ab einer gewissen
Schwelltemperatur eine Polymerisation der Reaktionsgußmasse
27. Da die Wärmestrahlung 36 von unten an den Formstempel 10
geführt wird, beginnt die Polymerisation zuerst an der der
Oberfläche des Formstempels 10 nächstgelegenen Fläche der
Reaktionsgußmasse 27.This arrangement is now heated from below by
electrical current is sent through the
Vorzugsweise wird die Reaktionsgußmasse 27 dabei so
zusammengesetzt, daß Thermoinitiatoren mit wenigstens zwei
unterschiedlichen Temperaturschwellen darin enthalten sind.
Dann genügt ein Beheizen der Anordnung bis zur ersten
Temperaturschwelle, um zumindest ein teilweises
Polymerisieren der Reaktionsgußmasse 27 zu bewirken. Das
Beseitigen des dabei übrigbleibenden Restmonomers durch
Erhitzen auf die zweite Schwelltemperatur kann dann in einem
separaten Heizofen, unabhängig von der hier dargestellten
Anordnung erfolgen. Für die Anwendung im integriertoptischen
Anwendungsbereich ist es sinnvoll, eine zumindest
im Bereich um die zu verwendenden optischen Wellenlängen
optisch transparente Reaktionsgußmasse 27 zu wählen, damit
eine verlustarme Führung der optischen Signale erreicht
werden kann.The
Ebenso ist für das Andrücken des Gußrahmens 20 an den
Formstempel 10 jede äquivalente Druckerzeugung (Hydraulik,
Pneumatik etc.) einsetzbar. Die Heizung kann ebenfalls auf
beliebige andere Weise (Verbrennung, Induktion etc.)
erfolgen. An Stelle der Führungsstangen 13 können auch
andere Führungs- bzw. Positioniervorrichtungen oder -
verfahren treten. Nach dem Aushärten der Reaktionsgußmasse
27 wird die Anordnung wieder entformt, indem das aus
Gußrahmen 20 mit der verfestigten Reaktionsgußmasse 27 und
dem darin eingebetteten elektrooptischen Bauelement 26
bestehende, entstandene integriert-optische Deckelbauteil
vom Formstempel 10 und aus der Halterungsaussparung 22
entfernt wird.Likewise, for pressing the
Als Besonderheit ist es vorgesehen, die Reaktionsgußmasse 27
auch vom Gußrahmen 20 aus zu beheizen, indem eines oder
mehrere der elektrischen oder elektrooptischen Bauelemente
26, 85, 87 dazu eingesetzt wird. Dazu sollte das elektrische
oder elektrooptischen Bauelement 26, 85, 87 auch so
ausgebildet sein, daß beispielsweise durch Bestromen
desselben eine Hitzeentwicklung stattfindet. Insbesondere
ist dazu das in Figur 5a gezeigte Heizelement 85 geeignet.
Zur Hinführung des Stromes an das Heizelement 85 können
entsprechende Zuleitungen beispielsweise auch von der
Oberseite des Gußrahmens 20, also durch die Einfüllöffnungen
21 und/oder das Trägerelement 80 hindurch verlaufende
Drähte, oder ähnliches dienen. Solche Heizelemente 85 können
auch in größerer Stückzahl angeordnet werden. Dabei ist es
ebenso vorgesehen, daß dasselbe Heizelement 85, das zum
Beheizen der Reaktionsgußmasse 27 verwendet wurde, auch im
entstandenen mikrostrukturierten Körper eine Funktion hat,
die nicht unbedingt auch eine Heizfunktion sein muß, wie
auch Heizelemente 85 angeordnet sein können, die nach der
Fertigstellung des mikrostrukturierten Körpers gar keine
Funktion mehr ausüben und als verlorene Strukturen gelten.As a special feature, the
In Figur 10a wird ein mikrostrukturierter Körper 100
dargestellt, der unter Verwendung der in Figur 9
dargestellten Gußvorrichtung und der in Figur 7 gezeigten
Gußform aus Gußrahmen 20 und Formstempel 10 erzeugt wurde. A
Es handelt sich hierbei um eine perspektivische Ansicht der
Unterseite, das heißt, der Seite, die den Abdruck der
Vertiefung 61 der zweiten Bodenformplatte 93 aufweist. Die
perspektivische Darstellung wurde jedoch nicht strikt
eingehalten; es werden gestrichelt einige Elemente im Innern
des mikrostrukturierten Körpers gezeigt.This is a perspective view of the
Underside, that is, the side that has the imprint of the
Die Grundform des mikrostrukturierten Körpers 100 ist die
eines Rechtecks mit an den kürzeren Seiten mittig
angesetzten kleineren Rechtecken. Am Rand umlaufend befindet
sich eine Stufe 101, welche von der Stufe im früheren
Gußrahmen 20 herrührt. Der leicht nach innen versetzte Teil
der Stufe 101 ist hierbei die frühere Dichtlippe 64 des
Gußrahmens 20. Auf der dem Betrachter zugewandten Fläche
befinden sich drei dachförmige Vertiefungen 108, welche
Negativabdrücke der dachfirstförmigen
Rahmenjustiererhebungen 46 in der zweiten Bodenformplatte 93
darstellen. Die Abdrücke der würfelförmigen Erhebungen 81
in der zweiten Bodenformplatte 93 sind die würfelförmigen
Vertiefungen, welche Kontaktführungen 104 darstellen. Durch
die Kontaktführungen ist es möglich, zwei Ausschnitte aus
der Heizschleife 84, welche sich im Innern des
mikrostrukturierten Körpers befindet, jedoch in Figur 9
trotzdem gestrichelt dargestellt wurde, zu erreichen und
gegebenenfalls auch elektrischen Kontakt zu diesen
herzustellen. Entlang der Längsachse des mikrostrukturierten
Körpers 101 sind zwei Faserführungen 103, welche als
dachförmige Vertiefungen ausgebildet sind. Sie sind die
Negativabdrücke der früheren dachfirstförmigen
Faserjustiererhebungen 62 in der zweiten Bodenformplatte 93.
Die Faserführungen 103 werden durch eine Wellenleiternut 105
verbunden. Die Wellenleiternut 105 besteht aus einer
Wellenleiterhauptnut 106, welche eine geradlinige Verbindung
zwischen den beiden Faserführungen 103, sowie einer
Wellenleiter-Bypass-Nut 107, welche von der
Wellenleiterhauptnut 106 bei dessen Verbindung mit der einen
dachfirstförmigen Faserführung 103 abzweigt, parallel zu der
Wellenleiterhauptnut 106 zwischen den beiden fluchtenden
dachfirstförmigen Rahmenjustiererhebungen 46 auf der einen
Seite und den beiden Kontaktführungen 104 auf der anderen
Seite hindurchführt, und sich bei der Verbindung des
Hauptarms mit der anderen dachfirstförmigen Faserführung 103
wieder mit der Wellenleiterhauptnut 106 vereint.The basic shape of the
Der mikrostrukturierte Körper 100 kann nun zu einem
intergiert-optischen Bauteil komplettiert werden, indem die
Nuten 105,106, 107 mit einem aushartenden, optisch
transparenten Werkstoff befüllt werden. Hierbei ist zu
berücksichtigen, daß der Brechungsindex des Materials zur
Befüllung der Nuten größere sein muß als der der
aushärtbaren, fließfähigen Masse 27. Zur Einbringung und
Versiegelung des aushärtenden, optisch transparenten
Werkstoffs in die Nuten 105, 106, 107 sind mehrere Verfahren
bekannt. Es ist auch vorgesehen, mittels des oben
geschilderten Verfahrens einen Deckel als zweites
mikrostrukturiertes Bauteil zu erzeugen.The
In Figur 10 b ist ein anderes, nach dem oben geschilderten
Verfahren hergestelltes integriert-optisches Bauteil
dargestellt. Auch hier wurde wiederum die Numerierung aus
den Figuren 1 bis 9 beibehalten. Beispielhaft ist hier
gezeigt, wie in der in der Zeichnung dem Betrachter
zugewandt dargestellten Unterseite des mikrostrukturierten
Körpers mehrere Vertiefungen 65, 66 entstanden sind. Davon
sind zwei als an der Schmalseite des mikrostrukturierten
Körpers liegende Vertiefungen 66 durch Abformung der
dachfirstförmigen Erhebungen 62 entstanden und weisen somit
einen invers-dachfirstförmigen Querschnitt auf. Die anderen
beiden Vertiefungen 65 dagegen sind durch Abformung der
quaderförmigen Erhebung 63 entstanden und weisen somit einen
quaderförmigen Querschnitt auf. Darüber hinaus ist eine
dachfirstförmige Vertiefung 108 vorhanden, welche zur
Positionierung des Trägerelements 80 herangezogen wurde, und
nach Fertigstellung des mikrostrukturierten Körpers nicht
aufgefüllt wurde. In diesem Beispiel wurden mit einem
anderen Formstempel 10 als in den Darstellungen in der Figur
6 jeweils zwei quaderförmige Vertiefungen 65 und insgesamt
fünf invers-dachfirstförmige Vertiefungen 66 hergestellt.
Generell ist es freigestellt, wie viele Erhebungen 62, 63,
81, 108 und in welcher Form diese auf dem Formstempel 10
angeordnet sind. In der verfestigten Reaktionsgußmasse 27
ist das Trägerelement 80 mit dem Heizelement 85 eingebettet,
welches an die quaderförmigen Vertiefungen 65 angrenzt.
Dort, wo die würfelförmigen Erhebungen 81 lagen, sind im
mikrostrukturierten Körper würfelförmige Aussparungen 83
entstanden, durch die die Anschlußkontakte 82 sichtbar sind.
Somit sind die Anschlußkontakte 82 zugänglich für eine
elektrische Kontaktierung.In Figure 10b is another, after that described above
Processed integrated optical component
shown. Here again the numbering was removed
Figures 1 to 9 retained. An example is here
shown as in the viewer in the drawing
facing bottom of the microstructured
Body
Weiter in der Figur 10b gezeigt ist ein Steckelement 76,
welches die inverse Form der Stirnseite des
mikrostrukturierten Körpers aufweist. Dadurch läßt sich das
Steckelement 76 beispielsweise in Pfeilrichtung auf den
mikrostrukturierten Körper aufschieben. Vorzugsweise wird
dazu eine besonders exakte und spielfreie Passung für das
Steckelement 76 und den korrespondierenden Teil des
mikrostrukturierten Körpers gewählt. Insbesondere ist es
vorgesehen, das Steckelement 76 mit einer Dachzunge zu
versehen, welche in die dachförmige Vertiefung 108 am
integriert-optischen Bauteil eingreift und somit eine
spielfreie Passung und Sicherung gewährleistet. Ebenso ist
es vorzuziehen, wenn die Außenkontur des mikrostrukturierten
Körpers besonders präzise in Relation zur Lage der
Vertiefungen 65, 66 hergestellt wurde. Dadurch ist es
nämlich gewährleistet, daß Lichtleitfasern 77, welche im
Steckelement 76 gehaltert sind, beim Steckvorgang bereits
mit hoher Präzision über die invers-dachfirstförmigen
Vertiefungen 66 gelangen, wo sie durch diese Vertiefungen 66
dann schließlich automatisch feinjustiert werden. Beim
Verbinden mit den Lichtleitfasern 77 ist es von Vorteil,
zunächst das Steckelement 76 in Pfeilrichtung auf den
mikrostrukturierten Körper aufzuschieben, wobei die
Lichtleitfasern 77 noch einen vorgegebenen Abstand von der
Oberfläche des mikrostrukturierten Körpers aufweisen und
dann die Lichtleitfasern 77 mit dem Steckelement 76 auf die
Oberfläche des mikrostrukturierten Körpers abzusenken.A
Mit dieser Anordnung ist es besonders möglich, eine exakte
optische Ankopplung der Lichtleitfasern 77 an die
quaderförmigen Vertiefungen 65 zu erreichen. Da es
vorgesehen ist, den mikrostrukturierten Körper in einem
weiteren Bearbeitungsschritt mit einem Polymerklebstoff zu
beschichten, der wenigstens die quaderförmigen Vertiefungen
65 ausfüllt und somit dort je einen Wellenleiter bildet,
wird dadurch eine gute Ankopplung zwischen den
Lichtleitfasern 77 und den dadurch entstandenen
Wellenleitern ermöglicht. Alternativ oder gleichzeitig mit
den Lichtleitfasern 77 können auch elektrische
Kontaktelemente in dem Steckelement 76 vorgesehen sein, die
beim Aufstecken auf den mikrostrukturierten Körper mit
entsprechenden Kontakten, beispielsweise eines bezüglich der
Außenkontur des integriert-optischen Deckelbauteils präzise
positioniert eingegossenen elektrischen, optischen oder
elektrooptischen Bauelements, insbesondere eines
Thermoaktors, in Kontakt gelangen. Die Aufsteckrichtung kann
dabei ebenfalls variieren.With this arrangement it is particularly possible to get an exact
optical coupling of the
Sowohl für die Bodenformplatten als auch für das Einsatzelement 60 sind auch alternative Formgebungen denkbar und vorgesehen, welche einen mikrostrukturierte Körper mit anderer Funktionalität erzeugen. Die Weiterbildung des mikrostrukturierten Körpers zu einem integriert-optischen Bauteil ist hierbei vorgesehen, aber nicht zwingend. Both for the bottom mold plates and for that Alternative shapes are also conceivable and provided which a microstructured body with other functionality. The further education of the micro-structured body into an integrated-optical Component is provided here, but not mandatory.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Einsatzelement 60
zeigt Figur 11. Zur besseren Übersichtlichkeit wurde ein
Teil des Einsatzelements ausgebrochen. Das vorgesehene
Einsatzelement 60 ist symmetrisch bezüglich einer Ebene,
welche die Linien AA' und CC' einschließt. Der
quaderförmige Grundkörper des Einsatzelements 60 wurde mit
zwei in etwa parallel zu dessen kürzerer Seite verlaufenden
Querkerben 54 versehen. Die Längskerbe 67 ist in diesem
Beispiel jedoch nicht quaderförmig. Vielmehr ist ihr auf die
Symmetrieebene projizierter Querschnitt einer Parabel
ähnlich. Der Tiefenverlauf der Kerbe ist dergestalt, daß sie
die Grundfläche des Einsatzelements 60 gerade berührt, und
ihr auf eine Ebene senkrecht zu BB' projizierter Querschnitt
ist rechteckig.Another embodiment for the
Mit diesem Einsatzelement 60 ist es möglich, mit der
ansonsten gleichen Anordnung, wie bereits in den Figuren
4a, b gezeigt, einen weiteren Gußrahmen 20 herzustellen, bei
dem das Trägerelement 80 entsprechend der Form der
Längskerbe 67 gleichfalls einen variablen Dickenverlauf hat.With this
Der mit dem Einsatzelement 60 aus Figur 11 entstehende
Gußrahmen 20 ist im Querschnitt entlang der Symmetrieebene
in Figur 12 dargestellt. Dort, wo die Querkerben 54 sich
befanden, sind wiederum die zwei Querstreben 71 entstanden,
welche in der für Figur 12 gewählten Darstellung nicht
sichtbar sind, und daher nur gestrichelt angedeutet wurden.
Das Trägerelement 80 bildet einen in etwa senkrecht zu den
Querstreben 71 verlaufenden Steg, der in der Mitte des
Gußrahmens 20 seine größte Dicke aufweist.The resulting with the
Nach dem Entformen wird auf das Trägerelement 80 zunächst
eine Metallschicht 78 und dann eine dielektrische Schicht 79
aufgebracht. Ihre Dicke wurde in Figur 12 übertrieben
dargestellt. Diese beiden Schichten 78, 79 bilden nach
Festlegstellung des mikrostrukturierten Körpers zusammen ein
optisches Bauelement in Form eines getaperten Polarisators
87. Bei der folgenden Herstellung des mikrostrukturierten
Körpers mit diesem Gußrahmen 20 entsteht eine Anordnung, bei
der die beiden Schichten 78, 79 stetig an die Unterseite des
mikrostrukturierten Körpers hin- und wieder weggeführt sind.
Befindet sich dort ein Lichtwellenleiter, so fungiert der
mikrostrukturierte Körper mit dem Taperelement 87 als
optischer Polarisator, indem Licht, dessen elektrischer
Folarisationsvektor parallel zu der Metallschicht liegt,
schwächer gedämpft wird, als Licht mit einer dazu
orthogonalen Polarisation. Die dielektrische Schicht 79
dient dabei der Einstellung dieses Effekts, da eine zu nahe
Annäherung der Metallschicht 78 an den Lichtwellenleiter
eine zu starke Dämpfung auch des durchzulassenden
Folarisationstyps bewirken würde. Zur Herstellung des
mikrostrukturierten Körpers mit einem optischen Polarisator
wird ein Gußrahmen 20 nach Figur 12 auf eine zweite
Bodenformplatte aufgesetzt, welche der zweiten
Bodenformplatte 93 aus Figur 6 ähnelt und mindestens eine
quaderförmige Erhebung 63 mit einem Hauptarm aufweist, so
daß eine Gußform gebildet wird. Das Herstellen eines
mikrostrukturierten Körpers 100 geschieht daraufhin wie oben
angegeben. Durch Füllen der Wellenleiternut mit einem
optisch transparenten, eine höhere Brechzahl aufweisenden
Polymerklebstoff entsteht dann ein Wellenleiter, der direkt
an das integriert-optische Taperelement 87 angekoppelt ist.After removal from the mold, the
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